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发布于 2021-06-18 / 384 阅读
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JavaScript - 2 -3 数值类型

参考资料:https://wangdoc.com/javascript/types/number.html

1. 概述

1.1 整数和浮点数

JavaScript 内部,所有数字都是以64位浮点数形式储存,即使整数也是如此。所以,11.0是相同的,是同一个数。

1 === 1.0 
// true

这就是说,JavaScript 语言的底层根本没有整数,所有数字都是小数(64位浮点数)。容易造成混淆的是,某些运算只有整数才能完成,此时 JavaScript 会自动把64位浮点数,转成32位整数,然后再进行运算,参见《运算符》一章的“位运算”部分。

由于浮点数不是精确的值,所以涉及小数的比较和运算要特别小心。

0.1 + 0.2 === 0.3
// false

0.1 + 0.2
// 0.30000000000000004

0.3 / 0.1
// 2.9999999999999996

(0.3 - 0.2) === (0.2 - 0.1)
// false

1.2 数值精度

根据国际标准 IEEE 754,JavaScript 浮点数的64个二进制位,从最左边开始,是这样组成的。

  • 第1位:符号位,0表示正数,1表示负数
  • 第2位到第12位(共11位):指数部分
  • 第13位到第64位(共52位):小数部分(即有效数字)

符号位决定了一个数的正负,指数部分决定了数值的大小,小数部分决定了数值的精度。

指数部分一共有11个二进制位,因此大小范围就是0到2047。IEEE 754 规定,如果指数部分的值在0到2047之间(不含两个端点),那么有效数字的第一位默认总是1,不保存在64位浮点数之中。也就是说,有效数字这时总是1.xx...xx的形式,其中xx..xx的部分保存在64位浮点数之中,最长可能为52位。因此,JavaScript 提供的有效数字最长为53个二进制位。

(-1)^符号位 * 1.xx...xx * 2^指数部分

上面公式是正常情况下(指数部分在0到2047之间),一个数在 JavaScript 内部实际的表示形式。

精度最多只能到53个二进制位,这意味着,绝对值小于2的53次方的整数,即-253到253,都可以精确表示。

Math.pow(2, 53)
// 9007199254740992

Math.pow(2, 53) + 1
// 9007199254740992

Math.pow(2, 53) + 2
// 9007199254740994

Math.pow(2, 53) + 3
// 9007199254740996

Math.pow(2, 53) + 4
// 9007199254740996

上面代码中,大于2的53次方以后,整数运算的结果开始出现错误。所以,大于2的53次方的数值,都无法保持精度。由于2的53次方是一个16位的十进制数值,所以简单的法则就是:JavaScript 对15位的十进制数都可以精确处理。

Math.pow(2, 53)
// 9007199254740992

// 多出的三个有效数字,将无法保存
9007199254740992111
// 9007199254740992000

上面示例表明,大于2的53次方以后,多出来的有效数字(最后三位的111)都会无法保存,变成0。

1.3 数值范围

根据标准,64位浮点数的指数部分的长度是11个二进制位,意味着指数部分的最大值是2047(2的11次方减1)。也就是说,64位浮点数的指数部分的值最大为2047,分出一半表示负数,则 JavaScript 能够表示的数值范围为21024到2-1023(开区间),超出这个范围的数无法表示。

如果一个数大于等于2的1024次方,那么就会发生“正向溢出”,即 JavaScript 无法表示这么大的数,这时就会返回Infinity

Math.pow(2, 1024)
// Infinity

如果一个数小于等于2的-1075次方(指数部分最小值-1023,再加上小数部分的52位),那么就会发生为“负向溢出”,即 JavaScript 无法表示这么小的数,这时会直接返回0。

JavaScript 提供Number对象的MAX_VALUEMIN_VALUE属性,返回可以表示的具体的最大值和最小值。

Number.MAX_VALUE
// 1.7976931348623157e+308

Number.MIN_VALUE
// 5e-324

2. 数值的表示法

JavaScript 的数值有多种表示方法,可以用字面形式直接表示,比如35(十进制)和0xFF(十六进制)。

数值也可以采用科学计数法表示,下面是几个科学计数法的例子。

123e3
// 123000

123e-3
// 0.123

-3.1e+2
// -310

.1e-2
// 0.001

科学计数法允许字母eE的后面,跟着一个整数,表示这个数值的指数部分。

以下两种情况,JavaScript 会自动将数值转为科学计数法表示,其他情况都采用字面形式直接表示。

  1. 小数点前的数字多于21位。
1234567890123456789012// 1.2345678901234568e+21123456789012345678901// 123456789012345680000
  1. 小数点后的零多于5个。
// 小数点后紧跟5个以上的零,// 就自动转为科学计数法0.0000003 // 3e-7// 否则,就保持原来的字面形式0.000003 // 0.000003

3. 数值的进制

使用字面量(literal)直接表示一个数值时,JavaScript 对整数提供四种进制的表示方法:十进制、十六进制、八进制、二进制。

  • 十进制:没有前导0的数值。
  • 八进制:有前缀0o0O的数值,或者有前导0、且只用到0-7的八个阿拉伯数字的数值。
  • 十六进制:有前缀0x0X的数值。
  • 二进制:有前缀0b0B的数值。

默认情况下,JavaScript 内部会自动将八进制、十六进制、二进制转为十进制。下面是一些例子。

0xff // 2550o377 // 2550b11 // 3

如果八进制、十六进制、二进制的数值里面,出现不属于该进制的数字,就会报错。

0xzz// Invalid or unexpected token0o88// Invalid or unexpected token0b22// Invalid or unexpected token

上面代码中,十六进制出现了字母z、八进制出现数字8、二进制出现数字2,因此报错。

通常来说,有前导0的数值会被视为八进制,但是如果前导0后面有数字89,则该数值被视为十进制。

017// 15018// 18019// 19

前导0表示八进制,处理时很容易造成混乱。ES5 的严格模式和 ES6,已经废除了这种表示法,但是浏览器为了兼容以前的代码,目前还继续支持这种表示法。

4. 特殊数值

4.1 正零和负零

前面说过,JavaScript 的64位浮点数之中,有一个二进制位是符号位。这意味着,任何一个数都有一个对应的负值,就连0也不例外。

JavaScript 内部实际上存在2个0:一个是+0,一个是-0,区别就是64位浮点数表示法的符号位不同。它们是等价的。

-0 === +0// true0 === -0// true0 === +0// true

几乎所有场合,正零和负零都会被当作正常的0

+0// 0-0// 0(-0).toString()// '0'(+0).toString()// '0'

唯一有区别的场合是,+0-0当作分母,返回的值是不相等的。

(1 / +0) === (1 / -0)// false(1 / +0)// Infinity(1 / -0)// -Infinity

上面的代码之所以出现这样结果,是因为除以正零得到+Infinity,除以负零得到-Infinity,这两者是不相等的(关于Infinity详见下文)。

4.2 NaN

含义

NaN是 JavaScript 的特殊值,表示“非数字”(Not a Number),主要出现在将字符串解析成数字出错的场合。

5 - 'x' // NaN

上面代码运行时,会自动将字符串x转为数值,但是由于x不是数值,所以最后得到结果为NaN,表示它是“非数字”(NaN)。

另外,一些数学函数的运算结果会出现NaN

Math.acos(2)// NaNMath.log(-1)// NaNMath.sqrt(-1)// NaN

0除以0也会得到NaN

0 / 0 // NaN

需要注意的是,NaN不是独立的数据类型,而是一个特殊数值,它的数据类型依然属于Number,使用typeof运算符可以看得很清楚。

typeof NaN// 'number'

运算规则

NaN不等于任何值,包括它本身。

NaN === NaN// false

数组的indexOf方法内部使用的是严格相等运算符,所以该方法对NaN不成立。

[NaN].indexOf(NaN)// -1

NaN在布尔运算时被当作false

Boolean(NaN)// false

NaN与任何数(包括它自己)的运算,得到的都是NaN

NaN + 32 // NaNNaN - 32// NaNNaN * 32// NaNNaN / 32// NaN

4.3 Infinity

含义

Infinity表示“无穷”,用来表示两种场景。一种是一个正的数值太大,或一个负的数值太小,无法表示;另一种是非0数值除以0,得到Infinity

Math.pow(2, 1024)// Infinity0 / 0// NaN1 / 0// Infinity

Infinity有正负之分,Infinity表示正的无穷,-Infinity表示负的无穷。

Infinity === -Infinity // false1 / -0// -Infinity-1 / -0// Infinity

Infinity大于一切数值(除了NaN),-Infinity小于一切数值(除了NaN)。

Infinity > 1000// true-Infinity < -1000// true

InfinityNaN比较,总是返回false

运算规则

Infinity的四则运算,符合无穷的数学计算规则。

5 * Infinity // Infinity5 - Infinity// -InfinityInfinity / 5// Infinity5 / Infinity// 0

0乘以Infinity,返回NaN;0除以Infinity,返回0Infinity除以0,返回Infinity

0 * Infinity // NaN0 / Infinity // 0Infinity / 0 // Infinity

Infinity加上或乘以Infinity,返回的还是Infinity

Infinity + Infinity // InfinityInfinity * Infinity // Infinity

Infinity减去或除以Infinity,得到NaN

Infinity - Infinity // NaNInfinity / Infinity // NaN

Infinitynull计算时,null会转成0,等同于与0的计算。

null * Infinity // NaNnull / Infinity // 0Infinity / null // Infinity

Infinityundefined计算,返回的都是NaN

undefined + Infinity // NaNundefined - Infinity // NaNundefined * Infinity // NaNundefined / Infinity // NaNInfinity / undefined // NaN

parseInt() 方法

基本用法

parseInt方法用于将字符串转为整数。

parseInt('123') // 123

如果字符串头部有空格,空格会被自动去除。

parseInt('   123') // 123

如果parseInt的参数不是字符串,则会先转为字符串再转换。

parseInt(1.23) // 1// 等同于parseInt('1.23') // 1

字符串转为整数的时候,是一个个字符依次转换,如果遇到不能转为数字的字符,就不再进行下去,返回已经转好的部分。

parseInt('123a') // 123parseInt('123**') // 123parseInt('12.3') // 12parseInt('12a3') // 12

上面代码中,parseInt的参数都是字符串,结果只返回字符串头部可以转为数字的部分。

如果字符串的第一个字符不能转化为数字(后面跟着数字的正负号除外),返回NaN

parseInt('abc') // NaNparseInt('.3') // NaNparseInt('') // NaNparseInt('+') // NaNparseInt('+1') // 1

所以,parseInt的返回值只有两种可能,要么是一个十进制整数,要么是NaN

如果字符串以0x0X开头,parseInt会将其按照十六进制数解析。

parseInt('0x11') // 17parseInt(0x11) // 17

如果字符串以0开头,将其按照10进制解析。

parseInt('011') // 11

上面提到过,0开头的数值会被解析为8进制。

parseInt(011) // 9

对于那些会自动转为科学计数法的数字,parseInt会将科学计数法的表示方法视为字符串,因此导致一些奇怪的结果。

1000000000000000000000.5 // 1e+21parseInt(1000000000000000000000.5) // 1// 等同于parseInt('1e+21') // 10.0000008 // 8e-7parseInt(0.0000008) // 8// 等同于parseInt('8e-7') // 8

进制转换

parseInt方法还可以接受第二个参数(2到36之间),表示被解析的值的进制,返回该值对应的十进制数。默认情况下,parseInt的第二个参数为10,即默认是十进制转十进制。

parseInt('1000') // 1000// 等同于parseInt('1000', 10) // 1000

下面是转换指定进制的数的例子。

parseInt('1000', 2) // 8parseInt('1000', 4) // 64parseInt('1000', 6) // 216parseInt('1000', 8) // 512

如果第二个参数不是数值,会被自动转为一个整数。这个整数只有在2到36之间,才能得到有意义的结果,超出这个范围,则返回NaN。如果第二个参数是0undefinednull,则直接忽略。

parseInt('10', 37) // NaNparseInt('10', 1) // NaNparseInt('10', 0) // 10parseInt('10', null) // 10parseInt('10', undefined) // 10

如果字符串包含对于指定进制无意义的字符,则从最高位开始,只返回可以转换的数值。如果最高位无法转换,则直接返回NaN

parseInt('1546', 2) // 1parseInt('546', 2) // NaN

上面代码中,对于二进制来说,1是有意义的字符,546都是无意义的字符,所以第一行返回1,第二行返回NaN

前面说过,如果parseInt的第一个参数不是字符串,会被先转为字符串。这会导致一些令人意外的结果。

parseInt(0x11, 36) // 43parseInt(0x11, 2) // 1// 等同于parseInt(String(0x11), 36)parseInt(String(0x11), 2)// 等同于parseInt('17', 36)parseInt('17', 2)

上面代码中,十六进制的0x11会被先转为十进制的17,再转为字符串。然后,再用36进制或二进制解读字符串17,最后返回结果431

这种处理方式,对于八进制的前缀0,尤其需要注意。

parseInt(011, 2) // NaN// 等同于parseInt(String(011), 2)// 等同于parseInt(String(9), 2)

上面代码中,第一行的011会被先转为字符串9,因为9不是二进制的有效字符,所以返回NaN。如果直接计算parseInt('011', 2)011则是会被当作二进制处理,返回3。

JavaScript 不再允许将带有前缀0的数字视为八进制数,而是要求忽略这个0。但是,为了保证兼容性,大部分浏览器并没有部署这一条规定。

parseFloat() 方法

parseFloat方法用于将一个字符串转为浮点数。

parseFloat('3.14') // 3.14

如果字符串符合科学计数法,则会进行相应的转换。

parseFloat('314e-2') // 3.14parseFloat('0.0314E+2') // 3.14

如果字符串包含不能转为浮点数的字符,则不再进行往后转换,返回已经转好的部分。

parseFloat('3.14more non-digit characters') // 3.14

parseFloat方法会自动过滤字符串前导的空格。

parseFloat('\t\v\r12.34\n ') // 12.34

如果参数不是字符串,或者字符串的第一个字符不能转化为浮点数,则返回NaN

parseFloat([]) // NaNparseFloat('FF2') // NaNparseFloat('') // NaN

上面代码中,尤其值得注意,parseFloat会将空字符串转为NaN

这些特点使得parseFloat的转换结果不同于Number函数。

parseFloat(true)  // NaNNumber(true) // 1parseFloat(null) // NaNNumber(null) // 0parseFloat('') // NaNNumber('') // 0parseFloat('123.45#') // 123.45Number('123.45#') // NaN

isNaN() 方法

isNaN方法可以用来判断一个值是否为NaN

isNaN(NaN) // trueisNaN(123) // false

但是,isNaN只对数值有效,如果传入其他值,会被先转成数值。比如,传入字符串的时候,字符串会被先转成NaN,所以最后返回true,这一点要特别引起注意。也就是说,isNaNtrue的值,有可能不是NaN,而是一个字符串。

isNaN('Hello') // true// 相当于isNaN(Number('Hello')) // true

出于同样的原因,对于对象和数组,isNaN也返回true

isNaN({}) // true// 等同于isNaN(Number({})) // trueisNaN(['xzy']) // true// 等同于isNaN(Number(['xzy'])) // true

但是,对于空数组和只有一个数值成员的数组,isNaN返回false

isNaN([]) // falseisNaN([123]) // falseisNaN(['123']) // false

上面代码之所以返回false,原因是这些数组能被Number函数转成数值

Number([]) // 0Number([123]) // 123Number(['123']) // 123

因此,使用isNaN之前,最好判断一下数据类型。

function myIsNaN(value) {  return typeof value === 'number' && isNaN(value);}

判断NaN更可靠的方法是,利用NaN为唯一不等于自身的值的这个特点,进行判断。

function myIsNaN(value) {  return value !== value;}

isFinite() 方法

isFinite方法返回一个布尔值,表示某个值是否为正常的数值。

isFinite(Infinity) // falseisFinite(-Infinity) // falseisFinite(NaN) // falseisFinite(undefined) // falseisFinite(null) // trueisFinite(-1) // true

除了Infinity-InfinityNaNundefined这几个值会返回falseisFinite对于其他的数值都会返回true

-- end --


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